JP2579560B2 - 炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理法 - Google Patents
炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理法Info
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温酸化雰囲気下にお
いて優れた酸化抵抗性を発揮する炭素繊維強化炭素材
（以下「Ｃ／Ｃ材」という。）の耐酸化処理法にに関す
る。
いて優れた酸化抵抗性を発揮する炭素繊維強化炭素材
（以下「Ｃ／Ｃ材」という。）の耐酸化処理法にに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｃ／Ｃ材は、卓越した比強度、比弾性率
を有するうえに優れた耐熱性および化学的安定性を備え
ているため、航空宇宙用をはじめ多くの分野で使用され
る構造材料として有用されている。ところが、この材料
には易酸化性という炭素材固有の材質的な欠点があり、
これが汎用性を阻害する最大のネックとなっている。こ
のため、Ｃ／Ｃ材の表面に耐酸化性の被覆を施して改質
化する試みが従来からおこなわれており、例えばＺｒＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 等のセラミックス
系物質によって被覆処理する方法が提案されている。し
かし、ＳｉＣ被覆層を除いては、使用時の熱サイクルで
被覆界面に層間剥離や亀裂が生じ、酸化の進行を十分に
阻止する機能が発揮されない。
を有するうえに優れた耐熱性および化学的安定性を備え
ているため、航空宇宙用をはじめ多くの分野で使用され
る構造材料として有用されている。ところが、この材料
には易酸化性という炭素材固有の材質的な欠点があり、
これが汎用性を阻害する最大のネックとなっている。こ
のため、Ｃ／Ｃ材の表面に耐酸化性の被覆を施して改質
化する試みが従来からおこなわれており、例えばＺｒＯ
2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 等のセラミックス
系物質によって被覆処理する方法が提案されている。し
かし、ＳｉＣ被覆層を除いては、使用時の熱サイクルで
被覆界面に層間剥離や亀裂が生じ、酸化の進行を十分に
阻止する機能が発揮されない。
【０００３】従来、Ｃ／Ｃ基材の表面にＳｉＣの被覆を
施す方法として、気相反応により生成するＳｉＣを直接
沈着させるＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）と、基材の炭
素を反応源に利用して珪素成分と反応させることにより
ＳｉＣに転化させるコンバージョン法が知られている。
ところが、前者のＣＶＤ法を適用して形成したＳｉＣ被
覆層は、基材との界面が明確に分離している関係で、熱
衝撃を与えると相互の熱膨張差によって層間剥離現象が
起こり易い。このため、高温域での十分な耐酸化性は望
めない。これに対し、後者のコンバージョン法による場
合には基材の表層部が連続組織としてＳｉＣ層を形成す
る傾斜機能材質となるため界面剥離を生じることはない
が、ＣＶＤ法に比べて緻密性に劣るうえ、反応時、被覆
層に微細なクラックが発生する問題がある。
施す方法として、気相反応により生成するＳｉＣを直接
沈着させるＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）と、基材の炭
素を反応源に利用して珪素成分と反応させることにより
ＳｉＣに転化させるコンバージョン法が知られている。
ところが、前者のＣＶＤ法を適用して形成したＳｉＣ被
覆層は、基材との界面が明確に分離している関係で、熱
衝撃を与えると相互の熱膨張差によって層間剥離現象が
起こり易い。このため、高温域での十分な耐酸化性は望
めない。これに対し、後者のコンバージョン法による場
合には基材の表層部が連続組織としてＳｉＣ層を形成す
る傾斜機能材質となるため界面剥離を生じることはない
が、ＣＶＤ法に比べて緻密性に劣るうえ、反応時、被覆
層に微細なクラックが発生する問題がある。
【０００４】このような問題点の解消を図るため、Ｃ／
Ｃ基材面にＳｉＯ接触によるコンバージョン法で第１の
ＳｉＣ被膜を形成し、さらにその表面をアモルファスＳ
ｉＣが析出するような条件でＣＶＤ法による第２のＳｉ
Ｃ被覆層を形成する耐酸化処理法（特願平２−114872
号) 、更にこれを改良して第２の被覆層を減圧加熱下で
ハロゲン化有機珪素化合物を基材組織に間欠的に充填し
て還元熱分解させるパルスＣＶＩ法を用いて形成する耐
酸化処理法（特願平２−150640号) が本出願人によって
提案されている。
Ｃ基材面にＳｉＯ接触によるコンバージョン法で第１の
ＳｉＣ被膜を形成し、さらにその表面をアモルファスＳ
ｉＣが析出するような条件でＣＶＤ法による第２のＳｉ
Ｃ被覆層を形成する耐酸化処理法（特願平２−114872
号) 、更にこれを改良して第２の被覆層を減圧加熱下で
ハロゲン化有機珪素化合物を基材組織に間欠的に充填し
て還元熱分解させるパルスＣＶＩ法を用いて形成する耐
酸化処理法（特願平２−150640号) が本出願人によって
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の先行
技術とは異なりコンバージョン法で形成したＳｉＣ被覆
内層の上に外層として二珪化モリブデンの耐酸化被膜を
密着性よく形成することによって高度の酸化抵抗性を付
与するＣ／Ｃ材の耐酸化処理法を提供するものである。
技術とは異なりコンバージョン法で形成したＳｉＣ被覆
内層の上に外層として二珪化モリブデンの耐酸化被膜を
密着性よく形成することによって高度の酸化抵抗性を付
与するＣ／Ｃ材の耐酸化処理法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明により
提供されるＣ／Ｃ材の耐酸化処理法は、炭素繊維強化炭
素材の基材面に、ＳｉＯガスを接触させてコンバージョ
ン法によりＳｉＣ被覆層を形成する内層被覆工程と、粒
状二珪化モリブデンと珪素含有結合材を含む水性スラリ
ーを塗布したのち加熱して多孔質のＭｏＳｉ2 被覆層を
形成する外層被覆工程を施すことを構成上の特徴とす
る。
提供されるＣ／Ｃ材の耐酸化処理法は、炭素繊維強化炭
素材の基材面に、ＳｉＯガスを接触させてコンバージョ
ン法によりＳｉＣ被覆層を形成する内層被覆工程と、粒
状二珪化モリブデンと珪素含有結合材を含む水性スラリ
ーを塗布したのち加熱して多孔質のＭｏＳｉ2 被覆層を
形成する外層被覆工程を施すことを構成上の特徴とす
る。
【０００７】Ｃ／Ｃ基材を構成する炭素繊維には、ポリ
アクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系など各種原
料から製造された平織、朱子織、綾織などの織布を一次
元または多次元方向に配向した繊維体、フェルト、トウ
が使用され、マトリックス樹脂としてはフェノール系、
フラン系など高炭化性の液状熱硬化性樹脂、タールピッ
チのような熱可塑性物質が用いられる。炭素繊維は、含
浸、塗布などの手段によりマトリックス樹脂で十分に濡
らしたのち半硬化してプリプレグを形成し、ついで積層
加圧成形する。成形体は加熱して樹脂成分を完全に硬化
し、引き続き常法に従って焼成炭化または更に黒鉛化し
てＣ／Ｃ基材を得る。また、用途によってはマトリック
ス樹脂の含浸、硬化、炭化の処理を反復したり、ＣＶＤ
法を用いてメタン、プロパン等を原料とする熱分解炭素
を沈着させて組織の緻密化を図ることもできる。
アクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系など各種原
料から製造された平織、朱子織、綾織などの織布を一次
元または多次元方向に配向した繊維体、フェルト、トウ
が使用され、マトリックス樹脂としてはフェノール系、
フラン系など高炭化性の液状熱硬化性樹脂、タールピッ
チのような熱可塑性物質が用いられる。炭素繊維は、含
浸、塗布などの手段によりマトリックス樹脂で十分に濡
らしたのち半硬化してプリプレグを形成し、ついで積層
加圧成形する。成形体は加熱して樹脂成分を完全に硬化
し、引き続き常法に従って焼成炭化または更に黒鉛化し
てＣ／Ｃ基材を得る。また、用途によってはマトリック
ス樹脂の含浸、硬化、炭化の処理を反復したり、ＣＶＤ
法を用いてメタン、プロパン等を原料とする熱分解炭素
を沈着させて組織の緻密化を図ることもできる。
【０００８】Ｃ／Ｃ基材には、コンバージョン法により
ＳｉＣ被膜を形成するための内層被覆工程が施される。
この内層被覆工程は、ＳｉＯ2 粉末をＳｉもしくはＣ粉
末と混合して密閉加熱系に入れ、系内にＣ／Ｃ基材をセ
ットして1700〜2000℃の温度に加熱する方法によりおこ
なわれる。加熱によりＳｉＯ2 はＳｉまたはＣ成分で還
元され、反応生成したＳｉＯガスがＣ／Ｃ材を構成する
炭素組織と界面反応して表層部をＳｉＣに転化する。該
被覆処理により、Ｃ／Ｃ基材の表層部が外面に向かうに
従って次第にＳｉＣが密になる傾斜機能組織の多結晶質
ＳｉＣ被膜が形成される。形成するＳｉＣ被膜の適切な
膜厚は30〜300 μm の範囲で、30μm未満では十分な耐
酸化性を得ることができず、また 300μm を越えると急
激な熱サイクル負荷時に被膜剥離が発生するようにな
る。
ＳｉＣ被膜を形成するための内層被覆工程が施される。
この内層被覆工程は、ＳｉＯ2 粉末をＳｉもしくはＣ粉
末と混合して密閉加熱系に入れ、系内にＣ／Ｃ基材をセ
ットして1700〜2000℃の温度に加熱する方法によりおこ
なわれる。加熱によりＳｉＯ2 はＳｉまたはＣ成分で還
元され、反応生成したＳｉＯガスがＣ／Ｃ材を構成する
炭素組織と界面反応して表層部をＳｉＣに転化する。該
被覆処理により、Ｃ／Ｃ基材の表層部が外面に向かうに
従って次第にＳｉＣが密になる傾斜機能組織の多結晶質
ＳｉＣ被膜が形成される。形成するＳｉＣ被膜の適切な
膜厚は30〜300 μm の範囲で、30μm未満では十分な耐
酸化性を得ることができず、また 300μm を越えると急
激な熱サイクル負荷時に被膜剥離が発生するようにな
る。
【０００９】外層被覆工程は、前記被覆工程でＳｉＣ被
覆層を形成したＣ／Ｃ基材の表面に多孔質のＭｏＳｉ2
被覆層を形成する段階で、粒状二珪化モリブデンと珪素
含有結合材を含むスラリーを塗布する方法でおこなわれ
る。
覆層を形成したＣ／Ｃ基材の表面に多孔質のＭｏＳｉ2
被覆層を形成する段階で、粒状二珪化モリブデンと珪素
含有結合材を含むスラリーを塗布する方法でおこなわれ
る。
【００１０】二珪化モリブデンの粒径は狭い範囲に限定
されるものではなく、数μm から150 μm 程度までの範
囲内で、形成されるＭｏＳｉ2 被覆層が多孔質組織とな
るような粒度に配合される。好適な粒組成は、粒径37μ
m 以下を60〜100 重量％、粒径37〜150 μm を 0〜40重
量％とすることである。珪素含有結合材は、珪酸ナトリ
ウム、珪酸エチルおよびコロイド状シリカから選択さ
れ、粒状二珪化モリブデンと共に水に分散させてスラリ
ー化する。該水性スラリーは、配合組成を制御すること
により粘度を 500〜2000cpに調整することが望ましい。
塗布はドクターブレード法、ヘラ塗り、刷毛塗り、スプ
レー噴射などを用いておこない、全表面が均一に被覆さ
れるまで十分に処理する。塗布後のＣ／Ｃ基材は乾燥し
たのち300 ℃付近まで加熱して珪素含有結合材を硬化す
る。
されるものではなく、数μm から150 μm 程度までの範
囲内で、形成されるＭｏＳｉ2 被覆層が多孔質組織とな
るような粒度に配合される。好適な粒組成は、粒径37μ
m 以下を60〜100 重量％、粒径37〜150 μm を 0〜40重
量％とすることである。珪素含有結合材は、珪酸ナトリ
ウム、珪酸エチルおよびコロイド状シリカから選択さ
れ、粒状二珪化モリブデンと共に水に分散させてスラリ
ー化する。該水性スラリーは、配合組成を制御すること
により粘度を 500〜2000cpに調整することが望ましい。
塗布はドクターブレード法、ヘラ塗り、刷毛塗り、スプ
レー噴射などを用いておこない、全表面が均一に被覆さ
れるまで十分に処理する。塗布後のＣ／Ｃ基材は乾燥し
たのち300 ℃付近まで加熱して珪素含有結合材を硬化す
る。
【００１１】このようにして形成される多孔質ＭｏＳｉ
2 被覆層の好適な膜厚は、30〜100 μm の範囲である。
膜厚が30μm 未満であると耐酸化性被膜としての十分な
機能が果たせず、100μm を越えると熱応力に対する緩
和機能が低下してクラックが発生し易くなる。したがっ
て、１回の塗布操作で前記範囲の膜厚が得られない場合
には、塗布操作を反復して膜厚を調整することが好まし
い対応となる。
2 被覆層の好適な膜厚は、30〜100 μm の範囲である。
膜厚が30μm 未満であると耐酸化性被膜としての十分な
機能が果たせず、100μm を越えると熱応力に対する緩
和機能が低下してクラックが発生し易くなる。したがっ
て、１回の塗布操作で前記範囲の膜厚が得られない場合
には、塗布操作を反復して膜厚を調整することが好まし
い対応となる。
【００１２】上記の構成において、内層被覆工程と外層
被覆工程との間にＳｉＯ2 ガラス膜による中間被覆層を
介在させると、内層ＳｉＣ被覆層の微細なクラックを充
填封止し、かつ内層と外層ＭｏＳｉ2 被覆層との密着性
を高めるために有効となる。該中間被覆工程は、テトラ
エトキシシラン(Si(OC2H5)4)を塩酸と水の混合溶液によ
り予めｐＨ１〜３に調整して加水分解重合するゾル−ゲ
ル法によりゾル化し、生成したＳｉＯ2 ゾルを内層被覆
処理を施したＣ／Ｃ基材に真空含浸したのち300〜500
℃に加熱してゾル成分をＳｉＯ2 ガラスに転化すること
によっておこなわれる。
被覆工程との間にＳｉＯ2 ガラス膜による中間被覆層を
介在させると、内層ＳｉＣ被覆層の微細なクラックを充
填封止し、かつ内層と外層ＭｏＳｉ2 被覆層との密着性
を高めるために有効となる。該中間被覆工程は、テトラ
エトキシシラン(Si(OC2H5)4)を塩酸と水の混合溶液によ
り予めｐＨ１〜３に調整して加水分解重合するゾル−ゲ
ル法によりゾル化し、生成したＳｉＯ2 ゾルを内層被覆
処理を施したＣ／Ｃ基材に真空含浸したのち300〜500
℃に加熱してゾル成分をＳｉＯ2 ガラスに転化すること
によっておこなわれる。
【００１３】
【作用】本発明の耐酸化処理法によれば、内層被覆工程
でＣ／Ｃ基材の表面にコンバージョン法による多結晶質
のＳｉＣ被覆層が形成される。このＳｉＣ被覆層は緻密
で密着性の高い傾斜機能組織を有しており、容易に界面
剥離することはない。ついで外層として被覆されるＭｏ
Ｓｉ2 層は多孔質として形成されるため内層ＳｉＣとの
熱膨張差から生じる界面の熱応力を巧みに緩和して亀裂
等の発生を阻止するとともに、高温酸化雰囲気に曝され
た際にはＭｏＳｉ2がＳｉＯ2 ガラスに転化し、表層面
を均一な保護被膜として被覆する。このような作用を介
して過酷な高温酸化条件においても安定した高耐酸化性
能が付与される。
でＣ／Ｃ基材の表面にコンバージョン法による多結晶質
のＳｉＣ被覆層が形成される。このＳｉＣ被覆層は緻密
で密着性の高い傾斜機能組織を有しており、容易に界面
剥離することはない。ついで外層として被覆されるＭｏ
Ｓｉ2 層は多孔質として形成されるため内層ＳｉＣとの
熱膨張差から生じる界面の熱応力を巧みに緩和して亀裂
等の発生を阻止するとともに、高温酸化雰囲気に曝され
た際にはＭｏＳｉ2がＳｉＯ2 ガラスに転化し、表層面
を均一な保護被膜として被覆する。このような作用を介
して過酷な高温酸化条件においても安定した高耐酸化性
能が付与される。
【００１４】内層被覆工程と外層被覆工程との間に中間
被覆工程を介在させる構成を採る場合には、形成される
ＳｉＯ2 ガラスがＳｉＣ内層の微細なクラックを目詰め
し、かつ外層ＭｏＳｉ2 層との密着性を高めるために機
能する。したがって、前記の耐酸化性を安定度を一層向
上させることができる。
被覆工程を介在させる構成を採る場合には、形成される
ＳｉＯ2 ガラスがＳｉＣ内層の微細なクラックを目詰め
し、かつ外層ＭｏＳｉ2 層との密着性を高めるために機
能する。したがって、前記の耐酸化性を安定度を一層向
上させることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ (1) Ｃ／Ｃ基材の作製 ポリアクリロニトリル系高強度高弾性タイプの平織炭素
繊維布にフェノール樹脂初期縮合物〔大日本インキ工業
（株）製〕をマトリックスとして十分に塗布し、48時間
風乾してプリプレグシートを作成した。このプリプレグ
シートを積層してモールドに入れ、加熱温度110 ℃、適
用圧力20kg/cm2の条件で複合成形した。成形体を250 ℃
の温度に加熱して完全に硬化したのち、窒素雰囲気に保
持された焼成炉に移し、５℃/hr の昇温速度で2000℃ま
で上昇し５時間保持して焼成炭化した。このようにし
て、炭素繊維の体積含有率(Vf)65％、見掛比重1.65g/cc
のＣ／Ｃ基材を作製した。
明する。 実施例１ (1) Ｃ／Ｃ基材の作製 ポリアクリロニトリル系高強度高弾性タイプの平織炭素
繊維布にフェノール樹脂初期縮合物〔大日本インキ工業
（株）製〕をマトリックスとして十分に塗布し、48時間
風乾してプリプレグシートを作成した。このプリプレグ
シートを積層してモールドに入れ、加熱温度110 ℃、適
用圧力20kg/cm2の条件で複合成形した。成形体を250 ℃
の温度に加熱して完全に硬化したのち、窒素雰囲気に保
持された焼成炉に移し、５℃/hr の昇温速度で2000℃ま
で上昇し５時間保持して焼成炭化した。このようにし
て、炭素繊維の体積含有率(Vf)65％、見掛比重1.65g/cc
のＣ／Ｃ基材を作製した。
【００１６】(2) 内層被覆工程 ＳｉＯ2 粉末とＳｉ粉末をモル比２：１の配合比率にな
るように混合し、混合粉末を黒鉛ルツボに入れ上部にＣ
／Ｃ基材をセットした。この黒鉛ルツボを電気炉に移
し、内部をＡｒガスで十分に置換したのち50℃/hr の速
度で1850℃まで昇温し、２時間保持してＣ／Ｃ基材の表
層部に傾斜機能を有する多結晶質のＳｉＣ被覆層を形成
した。形成されたＳｉＣ被覆層の厚さは約50μm であっ
たが、その表面に幅10μm 程度の亀裂が所々に発生して
いることが認められた。
るように混合し、混合粉末を黒鉛ルツボに入れ上部にＣ
／Ｃ基材をセットした。この黒鉛ルツボを電気炉に移
し、内部をＡｒガスで十分に置換したのち50℃/hr の速
度で1850℃まで昇温し、２時間保持してＣ／Ｃ基材の表
層部に傾斜機能を有する多結晶質のＳｉＣ被覆層を形成
した。形成されたＳｉＣ被覆層の厚さは約50μm であっ
たが、その表面に幅10μm 程度の亀裂が所々に発生して
いることが認められた。
【００１７】(3) 外層被覆工程 粒径37μm 以下の粒状二珪化モリブデン粉末60重量％
を、珪酸ナトリウム11重量％および水29重量％とよく撹
拌混合し、粘度1500cpのスラリーを調製した。この水性
スラリーを、内層被覆処理されたＣ／Ｃ基材の表面にヘ
ラで均一に塗布し室温で２時間風乾したのち、100℃/hr
の昇温速度で300 ℃まで昇温し、30分間保持した。形
成されたＭｏＳｉ2 被覆層の膜厚は、50μm であった。
を、珪酸ナトリウム11重量％および水29重量％とよく撹
拌混合し、粘度1500cpのスラリーを調製した。この水性
スラリーを、内層被覆処理されたＣ／Ｃ基材の表面にヘ
ラで均一に塗布し室温で２時間風乾したのち、100℃/hr
の昇温速度で300 ℃まで昇温し、30分間保持した。形
成されたＭｏＳｉ2 被覆層の膜厚は、50μm であった。
【００１８】(5) 耐酸化性の評価 上記の被覆処理を施したＣ／Ｃ基材を空気雰囲気に保持
された電気炉に入れ、1000℃に30分間保持−自然冷却−
1200℃に30分間保持−自然冷却−1400℃に30分間保持−
自然冷却−1600℃に30分間保持−自然冷却の条件で熱サ
イクル処理を施した。その各温度段階におけるＣ／Ｃ基
材の重量変化を測定し、その結果を表１に示した。
された電気炉に入れ、1000℃に30分間保持−自然冷却−
1200℃に30分間保持−自然冷却−1400℃に30分間保持−
自然冷却−1600℃に30分間保持−自然冷却の条件で熱サ
イクル処理を施した。その各温度段階におけるＣ／Ｃ基
材の重量変化を測定し、その結果を表１に示した。
【００１９】実施例２ 実施例１の内層被覆工程と外層被覆工程との間に、次の
中間被覆工程を挿入した。その他は実施例１と同一の条
件で３段階被覆による耐酸化処理を施した。テトラエト
キシシラン(Si(OC2H5)4)〔東芝シリコーン（株）製〕と
エタノールの混合溶液（モル比１：７）に塩酸水溶液を
ｐＨ3.0 になるように添加し、常温で１時間撹拌して加
水分解重合をおこなってＳｉＯ2 ゾルを作成した。この
ゾル中に内層被覆処理を施したＣ／Ｃ基材を浸漬し、１
時間真空含浸したのち１昼夜室温で乾燥した。乾燥後、
500℃の温度で10分間加熱してゾル成分をＳｉＯ2 ガラ
ス膜に転化させた。このようにして被覆処理されたＣ／
Ｃ基材につき、実施例１と同様の熱サイクル試験をおこ
ない、結果を表１に併載した。
中間被覆工程を挿入した。その他は実施例１と同一の条
件で３段階被覆による耐酸化処理を施した。テトラエト
キシシラン(Si(OC2H5)4)〔東芝シリコーン（株）製〕と
エタノールの混合溶液（モル比１：７）に塩酸水溶液を
ｐＨ3.0 になるように添加し、常温で１時間撹拌して加
水分解重合をおこなってＳｉＯ2 ゾルを作成した。この
ゾル中に内層被覆処理を施したＣ／Ｃ基材を浸漬し、１
時間真空含浸したのち１昼夜室温で乾燥した。乾燥後、
500℃の温度で10分間加熱してゾル成分をＳｉＯ2 ガラ
ス膜に転化させた。このようにして被覆処理されたＣ／
Ｃ基材につき、実施例１と同様の熱サイクル試験をおこ
ない、結果を表１に併載した。
【００２０】実施例３ 外層被覆工程に用いた二珪化モリブデンの粒組成を粒径
37μm 以下80重量％、37〜150 μm 20重量％とした外
は、実施例２と同様にして３段階被覆による耐酸化処理
をおこなった。このようにして被覆処理されたＣ／Ｃ基
材につき、実施例１と同様の熱サイクル試験をおこな
い、結果を表１に併載した。
37μm 以下80重量％、37〜150 μm 20重量％とした外
は、実施例２と同様にして３段階被覆による耐酸化処理
をおこなった。このようにして被覆処理されたＣ／Ｃ基
材につき、実施例１と同様の熱サイクル試験をおこな
い、結果を表１に併載した。
【００２１】比較例１ 内層被覆工程によるＳｉＣ層の膜厚を200 μm と厚く形
成し、その他は実施例２と同一条件の中間被覆工程によ
りＳｉＯ2 ガラス膜を形成した。この段階に被覆処理さ
れたＣ／Ｃ基材につき、実施例１と同様の熱サイクル試
験をおこない、結果を表１に併載した。
成し、その他は実施例２と同一条件の中間被覆工程によ
りＳｉＯ2 ガラス膜を形成した。この段階に被覆処理さ
れたＣ／Ｃ基材につき、実施例１と同様の熱サイクル試
験をおこない、結果を表１に併載した。
【００２２】比較例２ 比較例１で被覆処理されたＣ／Ｃ基材を、硼酸トリブチ
ル(B(OC9H2 7)3 溶液中に浸漬して１時間真空含浸したの
ち乾燥し、600 ℃で10分間加熱処理を施してＳｉＯ2 ガ
ラス層を硼珪酸ガラス質に転化した。 このようにして被覆処理されたＣ／Ｃ基材につき、実施
例１と同様の熱サイクル試験をおこない、結果を表１に
併載した。
ル(B(OC9H2 7)3 溶液中に浸漬して１時間真空含浸したの
ち乾燥し、600 ℃で10分間加熱処理を施してＳｉＯ2 ガ
ラス層を硼珪酸ガラス質に転化した。 このようにして被覆処理されたＣ／Ｃ基材につき、実施
例１と同様の熱サイクル試験をおこない、結果を表１に
併載した。
【００２５】 本発明の実施例によるＣ／Ｃ基材は外層のＭｏＳｉ2
がＳｉＯ2 ガラスに転化する過程で若干に重量増加を伴
うが、1600℃処理時においても酸化による重量減少は極
めて少ない。これに対し、比較例においては1000℃処理
段階においてすでに酸化消耗が生じ、1600℃処理時では
材質崩壊する程度まで酸化が進行する。
がＳｉＯ2 ガラスに転化する過程で若干に重量増加を伴
うが、1600℃処理時においても酸化による重量減少は極
めて少ない。これに対し、比較例においては1000℃処理
段階においてすでに酸化消耗が生じ、1600℃処理時では
材質崩壊する程度まで酸化が進行する。
【００２６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば表面に傾
斜機能を有する多結晶質のＳｉＣ内層とＭｏＳｉ2 の外
層を被覆形成する工程を介して高度の耐酸化性を備える
Ｃ／Ｃ基材を製造することが可能となる。したがって、
高温酸化雰囲気の過酷な条件に晒される構造部材用途に
適用して安定性能の確保、耐久寿命の延長化などの効果
が発揮される。
斜機能を有する多結晶質のＳｉＣ内層とＭｏＳｉ2 の外
層を被覆形成する工程を介して高度の耐酸化性を備える
Ｃ／Ｃ基材を製造することが可能となる。したがって、
高温酸化雰囲気の過酷な条件に晒される構造部材用途に
適用して安定性能の確保、耐久寿命の延長化などの効果
が発揮される。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素繊維強化炭素材の基材面に、ＳｉＯ
ガスを接触させてコンバージョン法によりＳｉＣ被覆層
を形成する内層被覆工程と、粒状二珪化モリブデンと珪
素含有結合材を含む水性スラリーを塗布したのち加熱し
て多孔質のＭｏＳｉ2 被覆層を形成する外層被覆工程を
施すことを特徴とする炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理
法。 - 【請求項２】 内層被覆工程と外層被覆工程との間に、
テトラエトキシシランを加水分解重合して生成したＳｉ
Ｏ2 ゾルを含浸させたのち加熱してＳｉ０2 ガラス膜を
形成する中間被覆工程を介在させる請求項１記載の炭素
繊維強化炭素材の耐酸化処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025644A JP2579560B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025644A JP2579560B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243990A JPH04243990A (ja) | 1992-09-01 |
| JP2579560B2 true JP2579560B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=12171543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025644A Expired - Fee Related JP2579560B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | 炭素繊維強化炭素材の耐酸化処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579560B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106064950A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-02 | 陕西科技大学 | 一种快速制备C/C‑MoSi2复合材料的方法 |
| CN106116624A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 陕西科技大学 | 一种C/C‑MoSi2‑Mo5Si3‑SiO2复合材料的制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1318352C (zh) * | 2005-08-11 | 2007-05-30 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种炭材料表面抗氧化梯度涂层的制备方法 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3025644A patent/JP2579560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106064950A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-02 | 陕西科技大学 | 一种快速制备C/C‑MoSi2复合材料的方法 |
| CN106116624A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 陕西科技大学 | 一种C/C‑MoSi2‑Mo5Si3‑SiO2复合材料的制备方法 |
| CN106064950B (zh) * | 2016-06-03 | 2018-06-22 | 陕西科技大学 | 一种快速制备C/C-MoSi2复合材料的方法 |
| CN106116624B (zh) * | 2016-06-03 | 2018-07-17 | 陕西科技大学 | 一种C/C-MoSi2-Mo5Si3-SiO2复合材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04243990A (ja) | 1992-09-01 |
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